智能石材切割液压控制系统设计

智能石材切割液压控制系统设计说明书目录摘要1Abstract2第一章、绪论3 1.1课题的来源与研究的目的与意义.4 1.2液压传动在机械行业中的应用.5 1.3液压系统的基本组成.6 1.4 液压传动的优缺点.6 1.5液压传动技术的发展及应用.7第二章、液压缸的负载以及工况分析.8 2.1 液压缸的工作负载9 2.2 液压缸的摩擦阻力10 2.3 液压缸的惯性负荷11第三章、 负载图和速度图.12第四章、液压缸的设计及计算.14 4.1液压缸的类型及结构形式.15 4.2 液压缸的工作压力.17 4.3 液压缸尺寸计算.20 4.4液压缸各工作阶段的压力、流量和功率计算.21 4.5 绘制液压缸的工况图.22第五章、拟定液压系统图.24 5.1选择液压基本回路.25 5.2 组成系统图.26第六章、选择液压元件.28 6.1确定液压泵的容量及电机功率.30 6.2控制阀的选择.30 6.3确定油管直径.31 6.4确定油箱容积.32第七章、液压系统的性能验算.34 7.1液压系统的压力损失计算.35 7.2液压系统的热量温升计算.36结论37致谢38参考文献38摘 要 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高配置灵活方便调速范围大工作平稳且快速性好易于控制并过载保护易于实现自动化和机电液一体化整合系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 智能石材切割机是加工各种石材的主要设备，适用于各类石材厂的石材的加工，如下料、开孔、开槽、拉伸等。本文根据智能石材切割机的用途特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。智能石材切割机的液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。第一个使用液压原理的是1795年英国约瑟夫布拉曼(JosephBram,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年他又将工作介质水改为油,进一步得到改善。我国的液压工业开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。60年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装 式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。 随着经济的发展和人们生活水平的提高，对居家环境的要求也进一步提高，因此作为高档次的居家装修材料石材的需求量也逐年增加，由于天然石材的不规则性和石材资源的有限性使用使得石材的合理使用方法石材切割技术得到迅速的发展。因此石材切割机的需求量也大量增加，国内外各种高性能的石材切割机种类很多，但是价格也极为昂贵，不适合我省大量中小型企业的需求，设计出在性能上满足中小企业要求的经济型石材切割机就显得尤为迫切.近年来我国引进了不少石材切割机,其机械性能和技术参数在不同程度上反映出石材切割技术的现代水平。目前在石材切割机国产化过程中，调查研究使用情况和存在问题，吸收其合理的先进的技术参数和机械结构，改进不足之处，对研制新颖，可靠，先进的设备，改变我国石材切割技术的落后状态，关键的一招，为了满足社会的需求，各国争先恐后的研制出不同得石材切割机来弥补现在石材切割机的不足，主要有：1.单臂石材切割机单臂石材切割机凭借其结构紧凑，工作平稳，操纵轻便灵活，安装维修方便的特点在石材加工中得到广泛地应用。该机主要用于小型石材加工厂，石材市场，板材经销商，现场加工及建筑单位现场施工。2.移动式石材切割机. 该机可直接在荒山矿料上直接切割加工生产各种规格板材，可彻底淘汰取代传统炸药与凿岩等开采方式。该机可直接安装在矿床上，自动切割加工各种石材，效果与传统锯石机完全一样。该机操作灵活，安装方便，加工效率快，板材成品率高。3.DBS-1双向石材切割机. 该机为单柱臂式，工作台液压推进，无级调速，结构先进合理，操作方便，维修容易，适于切割块度较小的荒料，是各类石材企业，特别是乡镇企业理想的石材加工设备。切割荒料的最大规格为长2.1米，宽1.1米，高1.3米，能切割在长度方向上拼接的荒料。该机主要切割大理石，也可切割花岗石等材料。4.超薄型石材切割机.该机可锯10mm以下的石材，该机具有手动和自控两种功能，可任意选择锯片，工作台移动行程大，分片准确，板面误差小于0.5mm， 锯片最小厚度达6mm。5.数控超薄型天然复合石材切割机该机主要用来切割花岗岩，大理石，大面积超薄型石材，主要优点：1.运动平稳，2.金刚石工具刀口小，石材利用率高，能节省石材资源和能源。3.石材表面切割质量好尺寸精度高，废品率低.。4.综合生成成本低。5能切割高档次的超薄型天然复合材。6.电动石材切割机. 该机适用于建筑装潢，石材加工，对水磨石，大理石，花岗岩，玻璃，水泥制版等含硅酸盐的非金属脆性材料进行切割，开槽作业，它具有切削效率高，加工质量好，使用简便，劳动强度低的特点。综合各种石材切割机，我所设计的石材切割机采用全液压系统，设备由操作面板，电气控制装置，动力装置，机械装置和状态检测控制装置五大部分组成，机械装置包括翻转式回转工作台，床身平移装置，横梁，圆锯片拖板等构成，整套设备安装在钢筋混凝土造成的基础上，床身平移行走和切割，行走通过电动机，减速器，齿轮，齿条啮合传动，圆锯片旋转采用带轮传动，圆锯片升降由滑板升降液压装置实现精准控制，横梁上装有可调位置的行程开关，床身横移切割的位移量由刻度尺示读床身平移导轨上安装有磁栅尺和读数头组成的位移检测装置，反馈床身的位移数据由PLC实现分片控制，以使整套设备在自动控制系统的作用下按程序完成加工工序。在操作过程中分为手动和自动，自动按钮按下后刀盘向下下降一个切削量，接着刀盘向左切削石材，刀盘到达左限位开关时，停止右移，又下降一个切削量，如此反复，直到刀盘在下降中碰到下限位开关时，停止下降并向相反方向切割最后一刀，以保证石材根部切割完整。absraote Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.This article is mainly of the pneumatic manipulator the overall design, and pneumatic design. This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading. The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work.It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic .The principle, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma-chine were introduced.The productingcapacity was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer augerThis paper discusses the meat processing machinery - crusher working principle, main technical parameters, transmission system, the typical parts of the structure design and production capacity analysis.Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for minced meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices and other food, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structure design, can meet the family kitchen generally meat food consisting mainly of minced required.Key word: pneumatic manipulator；cylinder；pneumatic loop；Four degrees of freedom.第一章 绪论1.1课题的来源及研究的目的和意义 本机器适用于石材厂的大型石材板材的加工等，本机器具有独立的动力机构和电气系统。采用按钮集中控制，可实现调整、手动及半自动三种操作方式。本机器的工作压力、压制速度、空载快速下行和减速的行程范围均可根据工艺需要进行调整，并能完成一般大理石、花岗石板材的切削加工，延时、自动回程、延时自动退回等动作。本机器主机呈长方形，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。 19世纪问世以来发展很快，液压机在工作中的广泛适应性，使其在国民经济各部门获得了广泛的应用。由于液压机的液压系统和整机结构方面，已经比较成熟，目前国内外液压机的发展不仅体现在控制系统方面，也主要表现在高速化、高效化、低能耗；机电液一体化，以充分合理利用机械和电子的先进技术促进整个液压系统的完善；自动化、智能化，实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理功能；液压元件集成化、标准化，以有效防止泄露和污染等四个方面。作为液压机两大组成部分的主机和液压系统，由于技术发展趋于成熟，国无较大差距，主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击和振动方面，有较明显改善。在油路结构设计方面，国内外液压机都趋向于集成化、封闭式设计，插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到较广泛的应用。特别是集成块可以进行专业化的生产，其质量好、性能可靠而且设计的周期也比较短。近年来在集成块基础上发展起来的新型液压元件组成的回路也有其独特的优点，不需要另外的连接件其结构更为紧凑，体积也相对更小，重量也更轻无需管件连接，从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动和噪声。逻辑插装阀具有体积小、重量轻、密封性能好、功率损失小、动作速度快、易于集成的从70年代初期开始出现，至今已得到了很快的发展。我国从液压机具有点动、手动和半自动等工作方式，操作方便；1.2 液压传动在实际生产中的应用液压传动在实际生产中的应用有一下几部分：磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、自动机床、组合机床、数控机床、加工中心等 工程机械挖掘机、装载机、推土机等。 汽车工业自卸式汽车、平板车、高空作业车等。 农业机械联合收割机的控制系统、拖拉机的悬挂装置等。 轻工机械打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等。 冶金机械电炉控制系统、轧钢机控制系统等。 起重运输机械起重机、叉车、装卸机械、液压千斤顶等。 矿山机械开采机、提升机、液压支架等。 建筑机械打桩机、平地机等。 船舶港口机械起货机、锚机、舵机等。 铸造机械砂型压实机、加料机、压铸机等。 本机器适用于各类石材的加工，例如大理石，花岗石等等。本机器具有独立的动力机构和电气系统。采用按钮集中控制，可实现调整、手动及半自动三种操作方式。本机器的工作压力、空载快速下行和减速的行程范围均可根据工艺需要进行调整，并能完成一般压制工艺。其总体方案图结构图如下： 智能石材切割机总体方案与布局图本次设计的石材切割机液压控制系统的设计主要是为石材的加工而做的，这样，只有当需要切割石材时，液压缸才会打开行程，切割机开始工作。设计中采用PLC控制石材切割机的正反转动作，既可以简化控制线路，节省成本，又可以提高劳动生产率。1.3液压传动技术的发展及应用 液压技术，从年英国制造出世界上第一台水压机诞生算起，已经有多年的历史了，然而在工业上的真正推广使用却是世纪中叶的事情了。第二次世界大战期间，在一些武器装备上用上了功率大、反应快、动作准的液压传动和控制装置，大大的提高了武器装备的性能。同时，也加速了液压技术本身的发展。战后，液压技术迅速由军事转入民用，在机械制造、工程机械、锻压机械、冶金机械、汽车、船舶等行业中得到了广泛的应用和发展。世纪年代以后，原子能技术、空间技术、电子技术等的迅速发展，再次将液压技术向前推进，使其在各个工业领域得到了更加广泛的应用。现代液压技术与微电子技术、计算机技术、传感技术的紧密结合已经形成并发展成为一种包括传动、控制、检测在内的自动化技术。当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善发展比例控制和伺服控制、开发数字控制技术上也有许多新成果。同时，液压元件和液压系统的计算机辅助设计(CAD)和测试(CAT)、微机控制、机电一体化、液电一体化、可靠性、污染控制、能耗控制、小型微型化等方面也是液压技术发展和研究的方向。继续扩大应用服务领域，采用更先进的设计和制造技术，将使液压技术发展成为内涵更加丰富完整的综合自动化技术。 目前，液压技术已广泛应用于各个工业领域的技术装备上，例如机械制造、工程、建筑、矿山、冶金、船舶等机械，上至航空、航天工业，下至地矿、海洋开发工程，几乎无处不见液压技术的踪迹。液压技术的应用领域大致上可以归纳为以下几个主要方面：（1）各种举升、搬运作业。尤其在行走机械和较大驱动功率的场合，液压传动已经成为一种主要方式。如起重机、起锚机等。（2）各种需要作用力大的推、挤、挖掘等作业装置。例如，各种液压机、塑料注射成型机等。（3）高响应、高精度的控制。飞机和导弹的姿态控制等装置。（4）多种工作程序组合的自动操作与控制。如组合机床、机械加工自动线。（5）特殊工作场合。例如地下水下、防爆等。1.4液压传动优缺点优点：1体积小、重量轻，单位重量输出的功率大（一般可达32MPa,个别场合更高）。 2可在大范围内实现无级调速。 3操纵简单，便于实现自动化。特别是和电气控制联合使用时，易于实现复杂的自动工作循环。 4惯性小、响应速度快，起动、制动和换向迅速。(液压马达起动只需0.1s) 5易于实现过载保护，安全性好；采用矿物油作为工作介质，自润滑性好。 6液压元件易于实现系列化 标准化和通用化。 缺点： 1由于液压传动系统中存在的泄漏和油液的压缩性，影响了传动的准确性，不易实现定比传动。 2不适应在温度变化范围较大的场合工作。 3由于受液体流动阻力和泄漏的影响，液压传动的效率还不是很高，不易远距离传动。 4液压传动出现故障不易查找。第二章 液压缸的负载以及工况分析2.1液压缸的工作负载1. 液压缸的工作负载 由提供的一些数据可知，液压缸的负载Fw=500P/=500P/(Dn/601000)=60106P/Dn =607.5106/300150 N =1596N。2. 液压缸的摩擦阻力静摩擦阻力为：Ffj=fj(G1+G2)=0.2(2000+1800) N=880 N动摩擦阻力为：Ffd=fd(G1+G2)=0.1(2000+1800) N=290 NG1-工作台重量G2-工件和夹具最大重量3. 液压缸的惯性负荷Fg=(G1+G2) /gt=(4000+1800) 2.5/9.80.160 N =246Ng 重力加速度9.8m/s2 工进速度t 往返加减速时间第三章 负载图和速度图 取液压缸的机械效率=0.9，计算液压缸各工作阶段的负载情况 启动：F=Ffj=880NF=F/=1160/0.9 N=1289 N加速：F=Ffd+Fg=580+493.20=1073.20 NF=F/=1073.20/0.9=1193 N快进：F=Ffd=290 NF=F/=580/0.9=645 N工进：F=Ffd+Fw=580+3183=3763 NF=F/=3763/0.9=4182 N快退：F=Ffd=290N F=F/=580/0.9=645 N液压缸各阶段负载情况阶段负载计算公式液压缸负载F/N液压缸推力F/N启动F=Ffj11601289加速F=Ffd+Fg1073.201193快进F=Ffd580645工进F=Ffd+Fw37634182快退F=Ffd5801193根据工况负载F及行程S，绘制负载图：根据快进速度1、工进速度v第四章液压缸的选型及设计4.1液压缸的类型及结构形式 液压缸有多种类型。按作用方式可分为单作用式和双作用式两种；按结构形式可分为活塞式、柱塞式、组合式和摆动式四大类。 其中，单作用液压缸分为：单活塞杆液压缸、双活塞杆液压缸、柱塞式液压缸、差动液压缸和伸缩液压缸。但是，差动式液压缸和柱塞式液压缸只能单作用而不能双作用。组合液压缸包括：弹簧复位式、齿条式、串联式和增压式四种。摆动液压缸又分为：单叶片式和双叶片式两种。下面以一种典型液压缸为例，说明液压缸的基本组成。 空心活塞式液压缸如上图所示。它由缸筒10，活塞8，活塞杆1、15，缸盖18、24，密封圈4、7、17，导向套6、19，压板11、20等主要零件组成。这种液压缸活塞杆固定，缸筒带动工作台作往复运动。活塞用锥销9、22与空心活塞杆连接，并用堵头2堵死活塞杆的一头。缸筒两端外圆上套有钢丝环12、21，用于阻止压板11、20向外移动，从而通过螺栓将缸盖18、24与压板相连（图中没有画出），并把缸盖压紧在缸筒的两端。为了减少泄漏，在液压缸中可能发生泄漏的结合面安放了密封圈和纸垫。空心活塞杆和其上的油口a、c提供了液压缸的进、出油口。当缸筒移动到左、右终端时，油口a、c的开度逐渐减小，造成回油阻力逐渐增大，对运动部件起到制动缓冲作用。在缸盖上设有与排气阀（图中没有画出）相连的排气孔5、14，可以排出液压缸中的空气，使运动更加平稳。表2-1液压缸的类型和特点类型速度作用力特点单作用液压缸双活塞杆液压缸U=q/A3F=p1A1活塞的两侧都装有活塞杆，只能向活塞一侧供给压力油，由外力使活塞反向运动单活塞杆液压缸U=q/A3F1=p1A1活塞仅单向运动，返回行程利用自重或负荷将活塞推回柱塞式液压缸U=q/A3F1=p1A1柱塞仅单向运动，由外力使柱塞反向运动差动液压缸U3=q/A3F3=p1A1可使速度加快，但作用力相应减小伸缩液压缸-以短缸获得长行程；缸由大到小逐节推出，靠外力由小到大逐节缩回双作用液压缸双活塞杆液压缸U1=q/A3U2=q/A2F1=（p1-p2）A1F2=（p2-p1）A2双边有杆，双向液压驱动，双向推力和速度均相等单活塞杆液压缸U1=q/A3U2=q/A2F1=（p1-p2）A1F2=（p2-p1）A2单边有杆，双向液压驱动，u1V U2，F1F2伸缩液压缸-双向液压驱动，由大到小逐节推出，由小到大逐节缩回组合液压缸弹簧复位液压缸-单向由液压驱动，回程弹簧复位串联液压缸U1=q/（A1+A2）U2=q2A2F1=p1（A1-A2）-2qA2F1=2p2A2-A2-q1（A1+A2）用于缸的直径受限制，而长度不受限制处，可获得在的推力增 压 缸-由活塞缸和柱塞缸组合而成，低压油送入A腔，B腔输出高压油齿条液压缸-活塞的移动通过传动机构变成齿轮的往复回转运动摆动液压缸单叶片液压缸W=8q/（b（D2-d2）T=p（D2-d2）b/8把液压能变为回转的机械能，输出轴摆动角 300度双叶片液压缸W=4q/（b（D2-d2）T=p（D2-d2）b/4把液压能变为回转的机械能，输出轴摆动角 150度注：b叶片宽度；D叶片的底端 、顶端直径；w叶片轴的角速度；T- 理论转矩 4.2液压缸的工作压力 根据负载并查表，初选工作压力P1=3MPa4.3计算液压缸尺寸 鉴于动力滑台要求快进、快退速度相等，可选用单杆式差动液压缸。无杆腔工作面积A1，有杆腔工作面积A2，且A1=2A2，即活塞杆直径d与缸筒直径D呈d=0.707D的关系。回油路上背压P2取0.8MPa油路压力损失P取0.5MPaA1=F/(P1-P2/2)=418210-6/(3-0.8/2)m2=0.0016m2D=45.13mmd=0.707D=31.91mm按GB/T2348-2001将直径元整成就进标准值D=50mm d=35mm;液压缸两腔的实际有效面积为：A1=D2/4=19.6310-4m2A2=(D2-d2)/4=10.0110-4m2 根据上述D与d的值，可估算液压缸在各个工作阶段中的压力4.4液压缸各工作阶段的压力、流量和功率计算工况推力F/N回油腔压力P2/MPa进油腔压力P1/MPa输入流量输入功率计算公式快进启动128901.86-加速1193P=0.51.76-恒速6451.294.810.10工进41820.82.541.570.0980.07快退启动128901.29-加速11930.52.17-恒速6451.625.010.1354.5液压缸工况图第五章 拟定液压系统图5.1 选择液压基本回路 选择调速回路。该系统的流量、压力较小，可选用定量泵和溢流阀组成的供油源，液压系统功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小，铣床加工有顺锉和逆锉之分，可采用进流口节流的调速形式，具有承受负切削的能力，如图（a） (a) 选择快速运动回路和换向回路。系统采用节流调速回路后，不管采用什么油源形式都必须有单独的油路直接通向液压缸两腔，以实现快速运动。在本系统中，单杆液压缸要作差动连接，为保证换向平稳，采用电液换向阀式换接回路，如图（b） （b） 选择速度换接回路。避免液压冲击，宜选用行程阀来控制速度换接，如图（c） （c）5.2 组成液压系统图 根据各液压基本回路组成液压系统图,如图（d）系统油路分析:1)、快进 进油路：油箱滤油器1油泵2单向阀3换向阀4左位行程阀5左位液压缸8右腔 回油路：液压缸8左腔换向阀4左位单向阀9行程阀5左位液压缸8右腔 （d） 2）、工进进油路：油箱滤油器1油泵2单向阀3换向阀4左位调速阀6液压缸8右腔回油路：液压缸8左腔换向阀4左位溢流阀10顺序阀11油箱 3）、快退进油路：油箱滤油器1油泵2单向阀3换向阀4右位液压缸8左腔回油路：液压缸8右腔单向阀7换向阀4右位单向阀13油箱第六章 选择液压元件6.1 确定液压泵的容量及电机功率 1）液压泵油路压力损失P=0.5MPa，回油路泄露系数取1.1，则液压泵的最高工作压力为：pB=p1+p=(2.54+0.5) MPa=3.04 MPa。总流量：QB=KQmax=(1.1x5.01) L/min=5.511 L/min。 根据上述计算数据查泵的产品目录,选用YB-A9B定量式叶片泵,输出流量6.9L/min。 ）确定驱动电动机功率。 由工况图表明，最大功率出现在快退阶段，液压泵总效率0.75,则电动机功率为：P= kW=0.283 kW; 根据此数据按JB/T96161999，查阅电动机产品样本选取Y90S型三相异步电动机，其额定功率P=0.75Kw,额定转速n=1000r/min。6.2 控制阀的选择 根据阀类及辅助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流量，可选出这些液压元件的型号及规格，如下表：序号元件名称额定流量L/min额定压力MPa型号规格1滤油器166.18XU10x2002定量式叶片泵6.97YB-A9B3单向阀6316AF3-Ea10B4三位五通电液阀801835DYF3Y-E10B5行程阀6316AXQF-E10B6调速阀0.0750167单向阀63169单向阀6316AF3-Ea10B10背压阀636.3YF3-10B11顺序阀2037X2F-L10F12溢流阀636.3YF3-10B13单向阀6316AF3-Ea10B6.3 定油管直径 各元件间连接管道的规格按原件接口尺寸决定，液压缸则按输入、排出的最大流量计算。由于液压泵具体选定之后液压缸在各个阶段的进、出流量已与原定数值不同，所以要重新计算，如下表所示。油液在压油管中的流速取3m/min，d2=2mm=9.3mm油液在吸油管中的流速取1m/min,d2=2mm=11.3mm两个油管都按GB/T2351-2005选用外径15mm、内径12mm的无缝钢管。流量、速度快进工进快退输入流量L/minq1=(A1qp)/(A1-A2)=(19.63x6)/(19.63-10.01)=12.24q1=0.5q1=qp=6排出流量L/minq2=(A2q1)/A1=(10.01x12.24)/19.63=6.24q2=(A2q1)/A1=(0.5x10.01)/19.63=0.25q2=(A1q1)/A2=(19.63x6)/10.01=11.766.4定油箱容积取为7时，求得其容积为：V=qp=76 L=42 L 按JB/T7938-1999规定，取标准值V=100L。第七章 液压系统性能的验算7.1液压系统的压力损失计算1）、快进 滑台快进时，液压缸差动连接，进油路上通过单向阀3的流量是6L/min，通过电液换向阀4，液压缸有杆腔的回油与进油路汇合，以12.24L/min通过行程阀5并进入无杆腔。因此进油路上的总压降为pv=0.2(6/63)2+0.5(6/80)2+0.3(12.24/63)2=(0.019+0.038+0.058)MPa=0.115MPa压力阀不会被打开，油泵的流量全部进入液压缸。回油路上，液压缸有杆腔中的油液通过电液换向阀4和单向阀9的流量都是6.24L/min，然后与液压泵的供油合并，经行程阀5流入无杆腔。由此可算出快进时有杆腔压力p2与无杆腔压力p1之差p=p2-p1=0.5(6.24/80)2+0.2(6.24/63)2+0.3(12.24/63)2 =(0.039+0.020+0.058)MPa =0.117MPa此值小于原估计值0.5MPa，所以是安全的。 2）、工进 工进时，油液在进油路上通过电液换向阀4的流量为0.5L/min,在调速阀7处得压力损失为0.5MPa，油液在回油路上通过换向阀4的流量是0.25L/min，在背压阀10处得压力损失为0.5MPa，通过顺序阀11的流量为（6+0.24）=6.24L/min，因此这时液压缸回油腔的压力p2为p2=0.5(0.24/80)2+0.5+0.3(6.24/63)2 =(0.002+0.5+0.030)MPa =0.532MPa此值小于原估计值0.8MPa。重新计算工进时液压缸进油腔压力p1p1=(F+p2A2)/A1=(4182+0.53210610.0110-4)/19.6310610-4=2.40 MPa此数值与2.54MPa接近。3）、快退 快退时，油液在进油路上通过换向阀4的流量为6L/min；油液在回油路上通过单向阀7、换向阀4和单向阀13的流量都是11.76L/min，因此进油路上总压降为pv1=0.2(6/63)2+0.5(6/80)2=(0.019+0.038)MPa=0.057 MPa此值较小，所以液压泵驱动电动机的功率是足够的。回油路上总压降为pv2=0.2(11.76/63)2+0.5(11.76/80)2+0.2（11.76/63）2=(0.037+0.074+0.037)MPa=0.148MPa此值与0.135MPa接近，不必重算。所以快退时液压泵的最大工作压力pp应为pp=p1+pv1=(2.17+0.057)MPa=2.227MPa； 因此液压泵卸荷的顺序阀11的调压应大于2.227MPa。7.2液压系统的热量温升验算 工进在整个工作循环过程中所占的时间几乎占据整个工作循环周期，所统发热和油液温升可用工进时的情况来计算。工进时液压缸的有效功率为:PO=Fv= kW=0.056 Kw液压泵的输入总功率Pi=0.32Kw由此得液压系统的发热量Hi=Pi-Po=(0.32-0.056)Kw=0.264kW油液温升的近似值 T=(0.264103)/=6.7温升没有超出允许范围，液压系统中不需要设置冷却器。结 论本文所设计的智能石材切割液压控制系统的设计原理比较简单，功能比较简单，设计比较合理，能够满足部分不同规格石材的切割等功能，方便快捷。在论文完成之际，我首先向我的导师致以衷心的感谢和崇高的敬意！在这期间，导师在学业上严格要求，精心指导，在生活上给了我无微不至的关怀，给了我人生的启迪，使我在顺利的完成学业阶段的学业的同时，也学到了很多做人的道理，明确了人生目标。导师严谨的治学态度，渊博的学识，实事求是的作风，平易近人、宽以待人和豁达的胸怀，深深感染着我，使我深受启发，必将终生受益。经过近半年努力的设计与计算，论文终于可以完成了，我的心里无比的激动。虽然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因为它是我用心、用汗水成就的，也是我在大学四年来对所学知识的应用和体现。四年的学习和生活，不仅丰富了我的知识，而且锻炼了我的能力，更重要的是从周围的老师和同学们身上潜移默化的学到了许多。在此，向他们表示深深的谢意与美好的祝愿。参考文献1张福学编著.智能石材切割液压控制系统的设计及其应用.北京：电子工业出版社，2000。2何发昌著，邵远编著.智能 石材切割液压控制系统的原理及应用.北京：高等教育出版社，1996。3张利平著. 液压技术速查手册. 北京：化学工业出版社，2006.12。4李宝仁著. 液压技术低成本综合自动化. 北京：机械工业出版社，1999.9。5宋学义著. 智能石材切割液压控制系统的设计速查手册. 北京：机械工业出版社，1995.3。6陈奎生著. 液压与气压传动. 武汉：武汉理工大学出版社，2008.5。7SMC（中国）有限公司. 智能石材切割液压控制系统的设计实用技术. 北京：机械工业出版社，2003.108徐文灿著. 智能石材切割液压控制系统的设计. 北京：机械工业出版社，1995。9曾孔庚.智能石材切割液压控制系统的发展趋势. 机器人技术与应用论坛。10寿庆丰.一种多指多关节机器手爪. 机械设计1999年第3期，第3卷。11高微,杨中平,赵荣飞等.智能石材切割液压控制系统的设计. 机械设计与制造2006.1。12孙兵,赵斌,施永辉.智能石材切割液压控制系统的设计与研制. 中国期刊全文数据库。13马光,申桂英.工业机器人的现状及发展趋势. 中国期刊全文数据库2002年。14李如松.智能石材切割液压控制系统的应用现状与展望. 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